شبیه‌سازی پایش سلامت برخط سازه‌های دریایی با استفاده از روش امپدانس الکترومکانیکی

روش امپدانس الکترومکانیکی ازجمله روش‌های برخط پایش سلامت سازه به شمار می‌رود. بهره‌گیری از وصله‌های پیزوالکتریک برای تحریک فرکانس‌ بالای سازه میزبان ، منجر به تشخیص عیوب‌ ریز می‌شود. از طرفی، انواع آسیب‌های محیطی از قبیل خوردگی منجر به ازکارافتادگی سازه‌های دریایی می‌شوند. بنابراین پایش سلامت این سازه‌ها به‌منظور بهینه‌سازی فرایند تعمیر و نگهداری آن‌ها ضروری است. هدف از تحقیق حاضر بررسی امکان استفاده از روش امپدانس الکترومکانیکی جهت شناسایی آسیب در سازه‌های دریایی است. در این راستا از یک شبیه‌سازی المان محدود چند فیزیکه وابسته برای مدل‌سازی نحوه ارتعاشات دائمی یک تیر مغروق در سیال و استخراج امپدانس الکترومکانیکی استفاده شد. جهت صحه‌گذاری مدل توسعه داده‌شده، ۵ فرکانس طبیعی اول ارتعاش عرضی تیر در سیال آب با نتایج تئوری موجود مقایسه شد. در ادامه، امپدانس الکترومکانیکی تیر سالم در سه عمق مختلف از آب استخراج و با حالت تیر قرار داده‌شده در هوا مقایسه شد. درنهایت، قابلیت شناسایی آسیب در سیال آب توسط روش امپدانس الکترومکانیکی، با شبیه‌سازی آسیب خوردگی با ابعاد مختلف موردبررسی قرار گرفت. تغییرات یکنوای شاخص آسیب مجذور میانگین مربعات خطا در هر دو محیط، نشان از قابلیت مناسب آن در شناسایی و پیش‌بینی آسیب دارد.